课程设计-二级斜齿圆柱齿轮减速器设计(带cad图)

目录一、课程设计任务书1二、传动方案的初步拟定2三、电机的选择3四、确定传动装置的有关的参数5五、齿轮传动的设计8六、轴的设计计算18八、滚动轴承的选择及校核计算25九、连接件的选择27十、减速箱的附件选择30十一、润滑及密封31十二、课程设计小结32十三、参考资料目录33一、课程设计任务书题目二级斜齿圆柱齿轮减速器设计工作条件单向运转，轻微震动，连续工作，两班制，使用8年。原始数据滚筒圆周力F3500N；卷筒转速N60RPM；滚筒直径D300MM。减速器联轴器联轴器电动机卷筒二、传动方案的初步拟定减速器联轴器联轴器电动机卷筒如图，减速器与电机、卷筒通过联轴器连接。三、电机的选择1、选择电机类型和结构型式电动机分交流和直流电机两种。由于直流电机需要直流电源，结构较复杂，价格较高维护不方便，因此用交流电动机，一般用三相交流电源。交流电机有异步和同步电机两类。异步电机有笼型和绕线型，其中一普通笼型异步电机应用最多。其机构简单、工作可靠、价格便宜、维护方便。根据工作要求和条件，选择用三笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。2、选择电动机的容量电动机所需工作功率KWAWDP式中KW；950TNPW42341A、分别为轴承、齿轮传动、联轴器和卷筒的传动效率。1234取（滚子轴承），（齿轮精度为7级，不包括轴承效率），89702（齿轮联轴器），。9036则8309024A所以KW97395601253AADNDFTP3、确定电动机转速卷筒轴工作转速为MIN/60R二级圆柱齿轮减速器传动比840，故电机转速的可选范围为1I（840）（4802400）DNIA60符合这一范围的同步转速有750、1000和1500R/MIN。830AKW97DP2408DN根据容量和转速，由有关手册及上网查出有三种适用的电机型号，因此有三种传动方案，如下表综合考虑电机和传动装置的尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较合适。因此选定电机型号为Y132M16，其主要性能如下表经查有关资料电机主要外形和安装尺寸列于下表四、确定传动装置的有关的参数1、确定传动装置的总传动比和分配传动比。1总传动比的计算。由选定电动机满载转速和工作主动轴转速,可得传动装置总传比MNN1609IA式中R/MIN；R/MIN。960MNN2分配传动装置传动比IA式中I为减速器的传动比。21为高速级传动比，为低速级传动比。I2I由二级圆柱齿轮减速器传动比分配，图（B）45，所以1I932I2、计算传动装置的运动和动力参数如图A（A）16AI451I932图（B）1各轴的转速轴R/MIN960MN轴R/MIN321541III轴R/MIN602IN卷筒轴R/MIN式中分别为轴的转速；N,电机满载转速。M2各轴输入功率轴KW8539073113DDIP轴KW68522III轴KW47611卷筒轴KW3890433IPP式中PD电动机的输出功率，KWR/MIN960INR/MIN321I60NKW853IPKW6IKW4IKW38P，,轴的输入功率，KWP,，（滚子轴承），（齿轮精度为7级，9601829703不包括轴承效率），（齿轮联轴器），。9453各轴输入转矩电机输出转矩NM493607950MDDNPT轴3DI94NM0轴2112ITITIII97085409316725NM轴21212II6756529NM卷筒轴3T9025655964NM3909NM1TNM2567INM9IT55964NM五、齿轮传动的设计（一）高速级齿轮设计1、选择齿轮材料及精度等级考虑减速器传递功率不大，所以齿轮采用软齿面。小齿轮选用40CR调质，齿面硬度为240260HBS。大齿轮选用45钢调质，齿面硬度220HBS；根据教材P210表108选7级精度。齿面粗糙度RA1632M2、按齿面接触强度设计由标准斜齿圆柱齿轮的设计公式（教材P218式1021）32112HEDTTZUTK（1）确定公式内的个计算数值1）试选6TK2）由教材P218图103选取区域系数432HZ3传动比541I取小齿轮，大齿轮20Z90512I4）初选取螺旋角查教材P215图1026得，Z对应的08770122所以59215许用接触应力H取失效概率为1，通用齿轮和一般工业齿轮，按一般可靠度要求选取安全系数安全系数S1由教材205式1012得SKNLIM由教材P209图1021查得HLIMZ1520MPAHLIMZ2460MPA61TK432HZ0192Z451N12691109由教材P206式1013计算应力循环次数NN160NJLH6096011636582691109式中N齿轮转速；J每转一圈同一齿面的系数取；LH齿轮的工作寿命。N2N1/I2691109/450598109由教材P207图1019查得接触疲劳的寿命系数KHN1090KHN2094H1HLIM1KHN1/S560090/10MPA504MPAH2HLIM2KHN2/S460094/10MPA4324MPA所以MPAH24682350216）小齿轮的传递转矩9905951INPTNMM4837）由教材P205表107取D18）由教材P201表106查得材料的弹性系数2189MPAZE（2）计算1小齿轮分度圆直径，由计算公式得TD1MDT164524681935590836123412计算圆周速度SMNVT7106941063计算齿宽及模数BNTMN20598109H1504MPAH24324MPAH4682MPA1T40853NMMMDLT1645SV27MB164592NT3H169345219204COSCOS16451HBMMZDBNTTNT4）计算纵向重合度58614TAN20318TAN1801ZD5）计算载荷系数K已知使用系数，级精度7,SMVA由教材P194图108查得动载系数的值查得由表HVK410用差值法计算得得出41726408165HK8H由教材P198图1013查得3F由教材P195表103查得2H故载荷系数87141VAK6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由教材P式（1010A）得MKDTT5947618453317）计算模数NMZDN3204COS597COS13、按齿根弯曲强度设计由教材P218式（1017）即321COSFSADNYZKTM（1）确定计算参数1）计算载荷系数7631FVAK5861418HK3F871K59471D32NM716K80Y9421VZ582）由纵向重合度从教材P216图1028查得螺旋角影响,5861系数80Y3）计算当量齿数521984COS03321ZVV4）查取齿形系数由教材P200表105计算如下1825219801824747622FAFAYY得到得到5）查取应力校正系数由教材P200表105计算如下789110529871354622SASAYY算得算得6）由教材P208图1020C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲疲劳极限。MPFE401MPAFE3027由教材P206图1018取弯曲疲劳强度寿命系数。91,821FNFNK8计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数为，由教材P205式（1012）得4SMPASKFNF27413809622119）计算大小齿轮的并加以比较FAY01582479187621FAFY7241FAY82FA5791SAY82MPAFE410382910,FNKMPA2461F7MN481小齿轮的数值大（2）设计计算MMN481075912084COS83712324对比结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于齿根弯曲疲劳强度计N算的法面模数，取2MM，可满足弯曲强度，但为了同时满足疲劳强度，需按接N触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数，于是有取28，932714COS597COS1NMDZ1Z则45281262实际传动比54816U传动比误差IU/I|4545/45|046720HHL310100TF10PFEFRA250X1Y01066411391HLH1809835H2HL故所选轴承可满足寿命要求。2中间轴的轴承进行寿命校核由查教材P321表135得X0438065EFRA查机械设计手册第二版第四卷P3981得Y162187325617241ARPYXFP则2HL60TIFCNP680301809835HHL故所选轴承可满足寿命要求。3输出轴的轴承进行寿命校核由查教材P321表135得X0443065EFRA查机械设计手册第二版第四卷P3981得Y146207391518ARPYXFP则2HL601PCFNT36620717050799HHL故所选轴承可满足寿命要求。九、连接件的选择（一）联轴器的选择根据传递载荷的大小，轴转速的高低，被连接件的安装精度等，参考各类联轴器特性，选择一种合用的联轴器类型。17050799H3KLHTCA5082NM一、高速级联轴器的设计计算1、由于装置原动机为电动机，联轴器一端与电动机相连，其孔径受电动机外伸轴径限制，所以选用弹性柱销联轴器HL3（GB/T50141985）其主要参数如下材料HT200公称转矩630N/M轴孔直径，3038MM轴孔长，82MM装配尺寸60MM2、载荷计算名义转矩95509550385/960383NMITIPN联轴器的计算转矩TCAKAT1，查教材P351表141，取KA13则TCAKAT31339095082NM通过比较可知，所选联轴器合适。二、低速级联轴器的设计计算1、因为输出轴的最小直径显然是安装联轴器出轴的直径，联轴器的计算转矩TCAKAT3，查教材P351表141，取KA13则TCAKAT313565297349NM2、鉴于以上计算和输出轴最小直径，选择弹性柱销联轴器HL4其主要参数如下材料HT200公称转矩1250N/M轴孔直径，5056MM轴孔长，112MM装配尺寸84MM（二）键的选择计算键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型应根据键联接的结构特点，使用要求和工作条件来选择；键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。TCA7349NM110PAMP233PAP1联轴器与输入轴键的选择及计算1）键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，查手册选用圆头普通平键（A型），由轴径的大小D30,及由教材P106表41，选用键GB/T10961979键8740。2）键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由教材P106表62查许用挤压应力100120，取其平均值，110。PAMPPAMP键与带轮毂键槽的接触高度05735MMHK5键的工作长度40832MMBLL由教材P106式62则有233（合适）KLDTIP3102302519AMPP2中间轴与齿轮连接键的选择及计算1）键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，选用圆头普通平键（A型），由轴径52MM，又由教材P106表41，选用键D为GB/T10961979键1610452）键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由教材P106表62查许用挤压应力P100120，取其平均值，110。AMPPAMP键与轮毂键槽的接触高度。0510MM5MMHK50键的工作长度4510MM35MMBLL则有4595（合适）KLDTP310252410673AMPP3输出轴键的选择及计算1）键联接的选择根据联接的结构特点、使用要求和工作条件，选用圆头普通平键（A型），跟齿轮装配段轴径D70MM，由教材P106表41，选用键GB/T10961976键201263；联轴器段轴径D48，由教材P106表41，选用键GB/T1096键14963。110PAMP4595PAMP110PAMP9693PAMP2）键的强度校核键、轴和轮毂的材料都是钢，由1表62查许用挤压应力100120，取其平均值，110。PAMPPAMP键与轮毂键槽的接触高度059MM45MMHK5键的工作长度639MM54MMBLL则有9693（合适）KLDTP3102485102963AMPP十、减速箱的附件选择1检查孔和视孔盖检查孔用于检查传动件的啮合情况，润滑状态、接触斑点及齿侧间隙，还可用来注入润滑油，故检查孔应开在便于观察传动件啮合区的位置，其尺寸大小应便于检查操作。视孔盖可用铸铁、钢板或有机玻璃制成，它和箱体之间应加密封垫，还可在孔口处加过滤装置，以过滤注入油中的杂质，如减速器部件装配图1。2放油螺塞放油孔应设在箱座底面的最低处，或设在箱底。在其附近应有足够的空间，以便于放容器，油孔下也可制出唇边，以利于引油流到容器内。箱体底面常向放油孔方向倾斜115，并在其附近形成凹坑，以便于污油的汇集和排放。放油螺塞常为六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的接触面处，应加封油圈密封。也可用锥型螺纹或油螺塞直接密封。选择M1615的外六角螺塞（2表711）。3油标油标用来指示油面高度，应设置在便于检查及油面较稳定之处。常用油标有圆形油标（2表77），长形油标（2表78）和管状油标（2表79）、和杆式油标（2表710）等。由2表710得M14的杆式油标。4通气器通气器用于通气，使箱内外气压一致，以免由于运转时，箱内油温升高，内压增大，而引起减速器润滑油的渗漏。简易的通气器钻有丁字型孔，常设置在箱顶或检查孔上，用于较清洁的环境。较完善的通气器具有过滤网及通气曲路，可减少灰尘进入。5起吊装置起吊装置用于拆卸及搬运减速器。它常由箱盖上的吊孔和箱座凸缘下面的吊耳构成2表113。6定位销为保证箱体轴承孔的加工精度与装配精度，应在箱体联接凸缘上相距较远处安置两个圆柱销，并尽量不放在对称位置，以使箱座与箱盖能正确定位。选择销GB/T11986A830。十一、润滑及密封1、传动件的润滑减速器传动件和轴承都需要良好的润滑，其目的是为了减少摩檫、磨损，提高效率，防锈，冷却和散热。减速器润滑对减速器的结构设计有直接影响，如油面高度和需油量的确定，关系到箱体高度的设计；轴承的润滑方式影响轴承轴向位置和阶梯轴的轴向尺寸。因此，在设计减速器结构前，应先确定减速器润滑的有关位置。高速级齿轮在啮合处的线速度前面已经计算出VSM27则采用浸油润滑，箱体内应有足够的润滑油，以保证润滑及散热的需要。2、滚动轴承润滑对齿轮减速器，当浸油齿轮的圆周速度V2M/S时，滚动轴承宜采用脂润滑；当齿轮的圆周速度时，滚动轴承多采2/MS用油润滑。由上有V227M/S则采用油润滑。3、密封在润滑后，为防止油外漏，故减速器需密封。则轴出来需加密封圈，在据机械设计手册表714选择相应的密封圈。十二、课程设计小结从这次设计中，我学到了很多有用的东西。比如细心比如合作精神比如虚心比如耐心，因为无论是查找数据还是计算都需要这些优点和品质，我想，这些东西对我以后的学习工作都会是一份珍贵的财富。尤其值得一提的是，在这段时间内，我由原来的对CAD制图的水平有了很大提高，通过画图，使我熟悉了